ESD靜電放電的故障診斷與整改-常用的思路與方法如下：

（1）通常檢查電纜的屏蔽層與外殼或殼體是否搭接良好，理想情況下，它應(yīng)與殼體的屏蔽層進(jìn)行3600的搭接。

（2）確保所有I/O連接器的外殼與EUT的殼體進(jìn)行3600的搭接。

（3）殼體和屏蔽層要互相搭接好。確定所有緊固件都緊固好。

（4）確保機(jī)箱上搭接處的涂層不會產(chǎn)生阻抗，否則會引起交叉耦合能量和泄漏。

（5）找到一個與連接器連接的電纜屏蔽層然后與電路板相連，這樣可用于泄放電流路徑。這時就會將ESD電荷引至電路板的信號返回平面。如果這個電荷不受控制，就會出現(xiàn)問題。假如存在獨立的外殼平面，或者如果外殼平面的某一區(qū)域?qū)ｉT用作地平面，將是一個好的參考點。

（6）孔縫、指示器，以及外殼上會形成開口和可能暴露電子器件的任何部件，都必須具有能對ESD進(jìn)行泄流和安全轉(zhuǎn)移的導(dǎo)電路徑。

在理想情況下，所有的I/O端口及直流或交流電源，都應(yīng)進(jìn)行合適的濾波。這包括讓濾波器的位置盡可能地接近連接器。對于I/O端口比如USB、以太網(wǎng)接口通常應(yīng)使用為其設(shè)計的共模扼流圈，瞬態(tài)防護(hù)器件或濾波器可解決出現(xiàn)的任何問題。否則，I/O電纜或電源線電纜能將所產(chǎn)生的ESD電流完全傳輸進(jìn)電路。

注意：當(dāng)采用濾波器件旁路這種電流時，引線的長度將增加電感，從而降低濾波器件的有效性。從濾波器的電容器件到外殼的泄流路徑，應(yīng)非常接近電容器件，泄流路徑阻抗要低甚至為平面以減小電感。

當(dāng)ESD電流在PCB走線上流動時，他們能產(chǎn)生顯著的電場和磁場。這些電磁場能耦合進(jìn)敏感電路，使其受到干擾。同時，由于導(dǎo)體的阻抗特性，這些電流能在平面上或PCB走線上建立電壓梯度。如果電路或元器件以此平面作為參考且承受著從平面的一端到另外一端的電壓梯度，那么他們會受到干擾。這種效應(yīng)有時被稱為地彈。

一旦ESD進(jìn)入到電路板上，再要對其進(jìn)行控制則是比較困難的。最佳的方法是確保所有元器件和電路的電位能隨著電壓脈沖同時上升和下降。然而，由于這些脈沖具有非常高速的性質(zhì)，因此在不同電路的PCB走線和平面上脈沖的時序可能不同。除此之外，PCB走線和導(dǎo)體的阻抗上也會產(chǎn)生電壓降，因此，讓所有元器件具有相同電壓上升幅度是無法實現(xiàn)的。

ESD產(chǎn)生的總功率和電流通常情況下是相當(dāng)小的。濾波器通?？墒褂妙~定電壓為100V的標(biāo)準(zhǔn)電容器。TVS二極管可用于限制電路或平面之間產(chǎn)生的電壓。

當(dāng)進(jìn)行故障診斷時，先使用低的ESD電壓，比如500V或1000V。施加脈沖給任何孔縫，或者人可以觸摸到的裸露金屬。這就包括所有屏蔽的I/O連接器的導(dǎo)電外殼。當(dāng)產(chǎn)品沒有問題時，可以以500V的步進(jìn)增加ESD模擬器的電壓直到規(guī)定的限值。通常好的做法是，讓測試電壓超過規(guī)定限值以確定裕量。

如果敏感點或故障點為連接器的外殼，這時推薦以下故障診斷及優(yōu)化方法：

（1）確保其與金屬殼體進(jìn)行了好的搭接。

（2）檢查可能會在連接器外殼和產(chǎn)品外殼之間產(chǎn)生阻抗的涂層或噴涂。

（3）確保連接器的外殼都是緊固的，各組件之間具有低阻抗的路徑。

（4）確保產(chǎn)品外殼與保護(hù)地或ESD發(fā)生器的返回路徑進(jìn)行了正確的連接。

如果懷疑是電纜把ESD電流耦合給了產(chǎn)品及電路，這時推薦的故障診斷方法：

（1）盡可能在接近產(chǎn)品連接器的電纜上加裝鐵氧體共模扼流圈。

（2）在任何可疑的輸入或輸出端口處設(shè)計簡單的低通RC濾波器，串聯(lián)電阻的典型值為47～100Ω，與信號或電源返回路徑之間的典型電容值為1～10nF。

（3）I/O接口線上設(shè)計共模扼流圈。

（4）數(shù)據(jù)線上設(shè)計TVS器件。TVS設(shè)計注意其選型設(shè)計規(guī)則和方法。

（5）確保所有的殼體緊固件都是緊固的。

（6）可使用銅帶密封可疑的縫隙。

（7）在泄漏縫隙和內(nèi)部電路電子元器件之間增加附加的隔離。

（8）在泄漏縫隙和內(nèi)部電路之間增加內(nèi)部屏蔽體，并將其與外殼地進(jìn)行直接連接。

如果ESD通過鍵盤和按鍵進(jìn)入，這時推薦的方法：

（1）在按鍵和鍵盤的PCB之間增加內(nèi)部屏蔽體并將其與外殼地進(jìn)行直接連接。

（2）在結(jié)構(gòu)上設(shè)計的ESD靜電放電的防護(hù)處理如下圖所示。

圖中為按鍵在結(jié)構(gòu)上的ESD設(shè)計示意圖。

注意：當(dāng)靜電放電ESD干擾信號通過耦合方式到達(dá)電路板內(nèi)部的時候，如下圖所示：

注意：PCB的設(shè)計地走線，地回路，接地點的位置設(shè)計也是解決抗擾度ESD設(shè)計最關(guān)鍵的設(shè)計方法與思路。

目前行業(yè)內(nèi)最典型的EMS敏感度的設(shè)計也都跟這個結(jié)構(gòu)圖相關(guān)聯(lián)。

產(chǎn)品問題的發(fā)生也是跟我們產(chǎn)品設(shè)計可靠性相關(guān)聯(lián)的

更多的電子產(chǎn)品電路可靠性設(shè)計系列，會逐漸為大家解開這些設(shè)計方面的坑，讓電子設(shè)計工程師少走彎路，敬請關(guān)注！